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摘要:合理地选择支护形式是确保边坡工程安全施工的关键,本文通过某边坡工程实际为例,为组合式支护形式在边坡工程中的应用做了一定的探讨,为类似边坡工程支护提供参考与借鉴。
关键词:组合式支护形式;边坡工程
边坡工程具有复杂性、多因素性和需综合考虑等特点,既要考虑边坡工程施工的安全性、临近建(构)筑物的安全性,还得考虑工程的经济性。随着工程建设快速发展及需要,复杂地形条件下的边坡工程越来越多,在很多情况下仅选择一种或者两种支护形式往往难以满足边坡工程支护要求,此时就需要将多种支护形式合理且有效地组合起来使用。因此,对于复杂地形条件下的边坡工程,如何合理地选用多种支护形式、施工工艺,并有效地组合,成为边坡工程支护设计者的新课题。
1 工程实例
某新建工程项目,西侧为山坡,坡角约为30°,其他三侧地势较平坦,场地自然标高介于199.5~211.5m,由于工程建设需要,场地平整过程中将形成挖方边坡,边坡高度为10.0~12.0m,坡角接近90°。
场地地层由第四系全新世人工堆积层、冲积层和下伏石炭纪基岩组成,由新至老如下所述:杂填土、粉土、粉质粘土、卵石、泥质砂岩。
2 变形机理分析和可能失稳的模式
2.1 边坡开挖过程中,边坡坡体内初始应力状态改变,在坡脚附近出现剪应力集中区,坡顶和坡面出现拉应力区,坡体应力的变化可直接引起边坡的变形破坏。
2.2 伴随着边坡开挖,一侧土体大部分将被挖除,形成的边坡主要出露地层为填土及粉土,在雨季情况下,伴随着降雨入渗,边坡土体有效应力降低,并在坡面产生渗流力,导致边坡稳定性大幅度下降。
由于边坡地层主要为粉土,粉质粘土,局部夹中细砂层,在多种不利因素组合下边坡易沿圆弧滑动面发生变形破坏。
根据地质勘察报告,选定相关参数,采用传递系数法计算场地开挖后边坡的稳定性系数Fs约为0.75,并得出1.30安全系数下边坡的剩余下滑力值F约为170KN,下滑力角度约为35.5°。
3 边坡支护设计方案
根據地质勘察报告,结合现场实际情况及甲方需要,本工程采用钻孔灌注桩+锚拉式桩板墙的组合支护形式。
3.1 混凝土工程
设置钢筋混凝土柱,柱中心间距5m,两柱之间分段现浇钢筋混凝土挡土板,板厚400mm。板后铺设300mm厚的砂砾反滤层,板上预留泄水孔。
柱下设置承台,每个承台下设置钻孔灌注桩,桩长10m,桩径800mm。
挡土板下设置钻孔灌注桩及基础,基础左右与相邻承台相连;基础下设置钻孔灌注桩,桩长8.5m,桩径800mm。
3.2 锚索
锚索为7束钢绞线,长度30m,倾角15°,锚索直径为150mm。锚索每隔1.0m-1.5m设置一个架线环,避免钢绞线打缠和水泥浆握裹效果降低。锚索张拉段钢绞线用塑料软管套住,并涂抹黄油,保证注浆时水泥浆浆液不与钢绞线接触。注浆管采用耐高压塑料软管,锚索置入前将两次注浆管用橡皮筋绑扎在锚索上,锚索外端设止浆袋。锚固体要求7天抗压强度不小于设计值。
在锚固7天后进行张拉,先对锚索进行单根预张拉两次,以提高锚索各钢绞线的受力均匀度,单根张拉满足设计值。隔时分级施加荷载直至压力表无返回现象方可进行锁定作业,若预应力损失过大,需进行整体张拉与重新锁定。
4 支护施工要点
4.1 保证施工控制及桩位测放的准确性。桩基就位后,应复测钻具中心,确保钻孔中心位置的准确性;施工中应对成孔、清渣、安放钢筋笼、灌注混凝土等进行全过程检查,钻孔过程中,保证成孔的桩径、垂直度,钻孔过程中出现钻机晃动等异常现象,应检查和分析原因且采取措施;钻进速度,应根据土层情况,孔径、孔深、供水或供浆量的大小,钻机负荷以及成孔质量等具体情况确定;混凝土灌注桩浇筑应符合相关技术要求。混凝土灌注到接近桩顶时,应随时测量顶部标高。混凝土灌注完成后的24h内,相邻的桩禁止进行成孔施工;护筒埋设完毕、灌注混凝土完毕后的桩坑应加以保护,采用专门设施覆盖或出示标识,避免人或物品掉入。
4.2 桩内纵筋深入承台或基础,基础钢筋深入承台,柱钢筋深入承台,使各结构件连成整体.。
4.3 桩身为C30钢筋混凝土浇筑,主筋采用HRB400级钢筋,构造钢筋采用HRB400级钢筋,受力主筋保护层厚度不小于100mm。纵向受力钢筋的接头采用焊接接头,在接头处35d范围内,有接头的受力钢筋面积不得大于该截面钢筋面积的50%。钢筋束必须紧贴,沿钢筋长每隔1~2m点焊成束。
4.4 锚索施工应在柱及挡土板满足施工要求之后进行,锚索孔位应测放准确,钻位误差不超过100mm,倾角允许误差小于1°,实际钻孔深度不超过设计深度100mm。
5 边坡支护监测
为了防止在施工期间边坡发生异常位移破坏,确保施工过程中边坡体上人员、设备安全,需在边坡上设置位移观测点,观测边坡位移变形情况,以便发生异常情况时及时采取应对措施。
5.1 在边坡坡顶每间隔一定距离设置一个地面位移观测点,实施定期观测,及时掌握边坡动态,以了解由于工程扰动等因素对坡体稳定性的影响,并及时指导工程实施、调整工程部署、安排施工进度。
5.2 配合地面位移监测,安排专业技术人员进行巡视,查看地表裂隙变形、发展状况。
6 边坡支护效果
从边坡开挖到工程建设完工,直至工程投入使用一年,期间经历了雨季,干旱期等,但整个边坡未发生任何滑塌及失稳事故,坡上建筑及设备未出现沉降及裂缝现象,现场实测监测数据显示坡顶垂直、水平位移,坡脚垂直、水平位移,坡顶临近地面最大沉降量均满足设计使用要求。
7 结语
(1)边坡支护在确保安全的前提下,应综合考虑边坡形式、地质条件、地形环境、施工条件和工程经济等因素,选择合理的支护形式特别重要。(2)组合式支护形式发挥了不同位置不同支护形式的优势,同时也对支护结构施工提出了更高的要求。组合式支护形式在复杂地形环境下的边坡支护工程中具有独特的经济性和优越性。(3)通过该工程实例,边坡组合式支护形式不仅确保了工程建设及使用的安全,还为甲方节省了不少投资,有效缩短建设工程,带来良好的社会效果和经济效果。
参考文献:
[1]《建筑基坑支护技术规范》(JGJ 120-2012).
[2]《建筑桩基技术规范》(JGJ 94-2008).
[3]任铁军.土木工程施工中边坡支护技术的应用[J].工程技术研究,2018(11):88-89.
关键词:组合式支护形式;边坡工程
边坡工程具有复杂性、多因素性和需综合考虑等特点,既要考虑边坡工程施工的安全性、临近建(构)筑物的安全性,还得考虑工程的经济性。随着工程建设快速发展及需要,复杂地形条件下的边坡工程越来越多,在很多情况下仅选择一种或者两种支护形式往往难以满足边坡工程支护要求,此时就需要将多种支护形式合理且有效地组合起来使用。因此,对于复杂地形条件下的边坡工程,如何合理地选用多种支护形式、施工工艺,并有效地组合,成为边坡工程支护设计者的新课题。
1 工程实例
某新建工程项目,西侧为山坡,坡角约为30°,其他三侧地势较平坦,场地自然标高介于199.5~211.5m,由于工程建设需要,场地平整过程中将形成挖方边坡,边坡高度为10.0~12.0m,坡角接近90°。
场地地层由第四系全新世人工堆积层、冲积层和下伏石炭纪基岩组成,由新至老如下所述:杂填土、粉土、粉质粘土、卵石、泥质砂岩。
2 变形机理分析和可能失稳的模式
2.1 边坡开挖过程中,边坡坡体内初始应力状态改变,在坡脚附近出现剪应力集中区,坡顶和坡面出现拉应力区,坡体应力的变化可直接引起边坡的变形破坏。
2.2 伴随着边坡开挖,一侧土体大部分将被挖除,形成的边坡主要出露地层为填土及粉土,在雨季情况下,伴随着降雨入渗,边坡土体有效应力降低,并在坡面产生渗流力,导致边坡稳定性大幅度下降。
由于边坡地层主要为粉土,粉质粘土,局部夹中细砂层,在多种不利因素组合下边坡易沿圆弧滑动面发生变形破坏。
根据地质勘察报告,选定相关参数,采用传递系数法计算场地开挖后边坡的稳定性系数Fs约为0.75,并得出1.30安全系数下边坡的剩余下滑力值F约为170KN,下滑力角度约为35.5°。
3 边坡支护设计方案
根據地质勘察报告,结合现场实际情况及甲方需要,本工程采用钻孔灌注桩+锚拉式桩板墙的组合支护形式。
3.1 混凝土工程
设置钢筋混凝土柱,柱中心间距5m,两柱之间分段现浇钢筋混凝土挡土板,板厚400mm。板后铺设300mm厚的砂砾反滤层,板上预留泄水孔。
柱下设置承台,每个承台下设置钻孔灌注桩,桩长10m,桩径800mm。
挡土板下设置钻孔灌注桩及基础,基础左右与相邻承台相连;基础下设置钻孔灌注桩,桩长8.5m,桩径800mm。
3.2 锚索
锚索为7束钢绞线,长度30m,倾角15°,锚索直径为150mm。锚索每隔1.0m-1.5m设置一个架线环,避免钢绞线打缠和水泥浆握裹效果降低。锚索张拉段钢绞线用塑料软管套住,并涂抹黄油,保证注浆时水泥浆浆液不与钢绞线接触。注浆管采用耐高压塑料软管,锚索置入前将两次注浆管用橡皮筋绑扎在锚索上,锚索外端设止浆袋。锚固体要求7天抗压强度不小于设计值。
在锚固7天后进行张拉,先对锚索进行单根预张拉两次,以提高锚索各钢绞线的受力均匀度,单根张拉满足设计值。隔时分级施加荷载直至压力表无返回现象方可进行锁定作业,若预应力损失过大,需进行整体张拉与重新锁定。
4 支护施工要点
4.1 保证施工控制及桩位测放的准确性。桩基就位后,应复测钻具中心,确保钻孔中心位置的准确性;施工中应对成孔、清渣、安放钢筋笼、灌注混凝土等进行全过程检查,钻孔过程中,保证成孔的桩径、垂直度,钻孔过程中出现钻机晃动等异常现象,应检查和分析原因且采取措施;钻进速度,应根据土层情况,孔径、孔深、供水或供浆量的大小,钻机负荷以及成孔质量等具体情况确定;混凝土灌注桩浇筑应符合相关技术要求。混凝土灌注到接近桩顶时,应随时测量顶部标高。混凝土灌注完成后的24h内,相邻的桩禁止进行成孔施工;护筒埋设完毕、灌注混凝土完毕后的桩坑应加以保护,采用专门设施覆盖或出示标识,避免人或物品掉入。
4.2 桩内纵筋深入承台或基础,基础钢筋深入承台,柱钢筋深入承台,使各结构件连成整体.。
4.3 桩身为C30钢筋混凝土浇筑,主筋采用HRB400级钢筋,构造钢筋采用HRB400级钢筋,受力主筋保护层厚度不小于100mm。纵向受力钢筋的接头采用焊接接头,在接头处35d范围内,有接头的受力钢筋面积不得大于该截面钢筋面积的50%。钢筋束必须紧贴,沿钢筋长每隔1~2m点焊成束。
4.4 锚索施工应在柱及挡土板满足施工要求之后进行,锚索孔位应测放准确,钻位误差不超过100mm,倾角允许误差小于1°,实际钻孔深度不超过设计深度100mm。
5 边坡支护监测
为了防止在施工期间边坡发生异常位移破坏,确保施工过程中边坡体上人员、设备安全,需在边坡上设置位移观测点,观测边坡位移变形情况,以便发生异常情况时及时采取应对措施。
5.1 在边坡坡顶每间隔一定距离设置一个地面位移观测点,实施定期观测,及时掌握边坡动态,以了解由于工程扰动等因素对坡体稳定性的影响,并及时指导工程实施、调整工程部署、安排施工进度。
5.2 配合地面位移监测,安排专业技术人员进行巡视,查看地表裂隙变形、发展状况。
6 边坡支护效果
从边坡开挖到工程建设完工,直至工程投入使用一年,期间经历了雨季,干旱期等,但整个边坡未发生任何滑塌及失稳事故,坡上建筑及设备未出现沉降及裂缝现象,现场实测监测数据显示坡顶垂直、水平位移,坡脚垂直、水平位移,坡顶临近地面最大沉降量均满足设计使用要求。
7 结语
(1)边坡支护在确保安全的前提下,应综合考虑边坡形式、地质条件、地形环境、施工条件和工程经济等因素,选择合理的支护形式特别重要。(2)组合式支护形式发挥了不同位置不同支护形式的优势,同时也对支护结构施工提出了更高的要求。组合式支护形式在复杂地形环境下的边坡支护工程中具有独特的经济性和优越性。(3)通过该工程实例,边坡组合式支护形式不仅确保了工程建设及使用的安全,还为甲方节省了不少投资,有效缩短建设工程,带来良好的社会效果和经济效果。
参考文献:
[1]《建筑基坑支护技术规范》(JGJ 120-2012).
[2]《建筑桩基技术规范》(JGJ 94-2008).
[3]任铁军.土木工程施工中边坡支护技术的应用[J].工程技术研究,2018(11):88-89.